L'Oceano Artico sta diventando progressivamente più caldo e più salato, con la conseguenza che il ghiaccio marino sta scomparendo per effetto dei cambiamenti climatici e del processo di Atlantificazione, ovvero la crescente influenza dell'acqua atlantica nell'Artico. L'acqua calda e salata dell'Atlantico sta infatti estendendo la sua portata verso nord nell'Oceano Artico e si mescola con l'acqua fredda dell'Artico riducendo la capacità della regione polare di produrre acque dense in grado di sostenere la circolazione termoalina globale.
Le circolazione oceanica nello Stretto di Fram è fortemente influenzata sia dall'interazione tra le acque di origine Atlantica (che muovono verso nord) e quelle di origine Artica (che muovono verso sud) oltre che dalla presenza e formazione invernale di ghiaccio marino e dai forzanti atmosferici. Questi processi contribuiscono in modo sostanziale a guidare la circolazione termoalina a scala globale. In particolare, nella parte più orientale dello Stretto di Fram fluiscono le acque Atlantiche relativamente calde e salate che apportano calore alla regione Artica contribuendo al fenomeno di Atlantificazione. Esiste inoltre una notevole variabilità nel sistema generata dalle diverse forzanti a carattere locale (vento, temperatura atmosferica, maree, dinamiche di scambio tra piattaforma continentale e mare aperto) che svolgono un ruolo importante, specialmente nello strato più superficiale dell’oceano. Tuttavia, non è del tutto chiaro quali siano i processi responsabili della variabilità inter-annuale e stagionale del flusso di correnti profonde nella regione di mare aperto a ovest dell’arcipelago delle Isole Svalbard (Spitsbergen) e quali siano le implicazioni legate ai cambiamenti climatici in atto e in particolare alla progressiva diminuzione della copertura di ghiaccio marino nel periodo invernale.
Per comprendere queste dinamiche, a Giugno 2014 è stato installato, grazie uno sforzo congiunto tra OGS e CNR, un ancoraggio oceanografico di acque profonde denominato Mooring S1, situato a sud-ovest delle Isole Svalbard (Lat. 76° 26.28'N; Lon. 13° 56.91'E) e ancorato a ~ 1040 m di profondità. Dotato di sensori in grado di misurare le proprietà fisiche (temperatura, salinità, direzione e velocità delle correnti) e biogeochimiche (ossigeno disciolto, torbidità, materia organica e inorganica) dell’acqua di mare con cadenza oraria, registra serie temporali preziose per lo studio dei cambiamenti climatici. I sensori oceanografici sono ancorati a diversi livelli di profondità, tra 800 m e 1040 m circa.
Nello stesso anno, un ancoraggio gemello denominato ID2 è stato posizionato dal 2014 al 2016 e dal 2018 al 2019 circa 140 km più a nord del Mooring S1 con l’obiettivo di monitorare le differenze spaziali delle proprietà e della dinamica delle masse di acqua che scorrono lungo il margine orientale dello Stretto di Fram.
Gli ancoraggi oceanografici sono stati manutenzionati con cadenza annuale grazie all’impiego di diverse navi da ricerca (Helmer Hansen, GO SARS, Polarstern, Alliance e Laura Bassi) e sono supportati da collaborazioni internazionali e numerosi progetti/iniziative tra cui: EU-Eurofleets (progetti PREPARED, BURSTER), il programma italiano PNRA (progetto DEFROST). S1 e ID2 fanno inoltre parte del sistema osservativo gestito dal consorzio SIOS (Svalbard Integrated Arctic Earth Observing System). Dal 2017, la loro manutenzione è stata supportata anche dal programma della Marina italiana HIGH NORTH, gestito dall'Istituto Idrografico della Marina (IIM) in collaborazione con il Centro per la Ricerca e la Sperimentazione Marittima (CMRE-NATO).
I dati di S1 e ID2 sono stati utilizzati per contribuire ai primi due numeri di "The State of Environmental Science in Svalbard – an annual report" pubblicato da SIOS nel 2018 e 2019 (progetto SOA). I dati degli ormeggi sono scaricati durante la manutenzione degli ormeggi, processati e controllati in termini di qualità e quindi memorizzati nel data center OGS NODC con collegamento a SeaDataNet e nel Italian Arctic Data Center (IADC).
Allo stato attuale, i dati di temperatura, salinità, ossigeno disciolto, torbidità e correnti orizzontali coprono un intervallo temporale che va da Giugno 2014 a Marzo 2021. Le informazioni sui processi sedimentari e sulle interazioni con il mesozooplancton, i ghiacciai ed il deflusso costiero sono acquisite raccogliendo, per mezzo di trappole di sedimentazione automatiche, il particellato che precipita lungo la colonna d'acqua. Dal 2021 è stata aggiunta anche una trappola di sedimentazione per lo studio della microplastica.
Le prospettive future includono una implementazione e armonizzazione dei sistemi osservativi conla costituzione di un unico sistema italiano osservativo marino gestito da CNR-ISP e OGS che include i sistemi marini presenti nel fiordo di Ny-Alesund (Kongsfjorden) e quelli di mare aperto (S1 e ID2).
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